嵌入式新手要知道的五個小竅門-心得

對於不少即將畢業的學生和在社會打拼的底層技術者再說，對於嵌入式的發展和掌握的技術層次是迷茫的？他們不知道如何學習，其實掌握學習嵌入式沒有想象中的那麼難，學習它也是有竅門的。這邊若是你想學習卻沒有方向能夠留下企鵝，話很少說，今天就給你們分享一點乾貨，帶來幾個小竅門：

1.使用設計模式

設計模式是一個用來處理那些在軟件中會重複出現的問題的解決方案。開發人員能夠選擇浪費寶貴的時間和預算從無到有地從新發明一個解決方案，也能夠從他的解決方案工具箱中選擇一個最適合解決這個問題的方案。在微處理器出現之初，底層驅動已經很成熟了，那麼，爲何不利用現有的成熟的解決方案呢?

驅動程序設計模式大體分屬如下4個類別：Bit bang、輪詢、中斷驅動和直接存儲器訪問(DMA)。

Bit bang模式：當微控制器沒有內外設去執行功能的時候，或者當全部的內外設都已經被使用了，而此時又有一個新的請求，那麼開發者就應該選擇Bit bang設計模式。Bit bang模式的解決方案頗有效率，但一般須要大量的軟件開銷來確保其實施的能力。Bit bang模式可讓開發者手動完成通訊協議或外部行爲。

輪詢模式用於簡單地監視一個輪詢調度方式中的事件。輪詢模式適用於很是簡單的系統，但許多現代應用程序都須要中斷。

中斷可讓開發者在事件發生時進行處理，而不用等代碼手動檢查。

DMA(直接存儲器訪問)模式容許其它外圍設備來處理數據傳輸的需求，而不須要驅動的干預。

2.瞭解實時行爲

一個實時系統是否能知足實時需求取決於它的驅動程序。寫入能力差的驅動是低效的，並可能使不知情的開發者放棄系統的性能。設計者須要考慮驅動的兩個特色：阻塞和非阻塞。一個阻塞的驅動程序在其完成工做以前會阻止其餘任何軟件執行操做。例如，一個USART驅動程序能夠把一個字符裝入傳輸緩衝區，而後一直等到接收到傳輸結束標誌符才繼續執行下一步操做。

另外一方面，非阻塞驅動則是通常利用中斷來實現它的功能。中斷的使用能夠防止驅動程序在等待一個事件發生時攔截其餘軟件的執行操做。USART的驅動程序能夠將一個字符裝入傳輸緩衝區而後等主程序發佈下一個指令。傳輸結束標誌符的設置會致使中斷結束，讓驅動進行下一步操做。

不管哪一種類型，爲了保持實時性能，並防止系統中的故障，開發人員必須瞭解驅動的平均執行時間和最壞狀況下的執行時間。一個完整的系統可能會由於一個潛在的風險而形成更大的安全問題。

3. 重用設計

在時間和預算都很緊張的狀況下爲何還要再造輪子呢?在驅動程序開發中，重用、便攜性和可維護性都是驅動設計的關鍵要求。這裏面的許多特徵能夠經過硬件抽象層的設計和使用來講明。

硬件抽象層(HAL)爲開發人員提供一種方式來建立一個標準接口去控制微控制器的外設。抽象隱藏實現細節，取而代之的是提供了可視化功能，如 Usart_Init和Usart_Transmit。這個方法就是讓任何USART、SPI、PWM或其餘外設具有全部微控制器都支持的共同特色。 使用HAL隱藏底層、特定設備的細節，讓應用程序開發人員專一於應用的需求，而不是關注底層的硬件是如何工做的。同時HAL提供了一個重用的容器。

4.參考數據手冊

微控制器在過去的幾年裏變得愈來愈複雜。之前想要徹底瞭解一個微控制器須要掌握由一個大約包含500頁組成的單一數據手冊。而現在，一個32位微控制器一般包含由部分的數據手冊、整個微控制器系列的資料表、每一個外設數以百計的資料以及全部的勘誤表組成的數據手冊。 開發人員若是想要徹底掌握這部分的內容須要瞭解幾千頁的文件。

不幸的是，全部這些數據手冊都是一個驅動程序能真正合理實現所須要的。開發人員在一開始就要對每一個數據手冊中包含的信息進行收集和排序。一般它們中的每個都須要被訪問以使外設啓動和運行。 關鍵信息被分散(或隱藏)在每種類型的數據手冊中。

5.謹防外設故障

最近我恰好有機會把一系列的微控制器驅動移植到其餘的微處理器上。製造商和數據手冊都代表PWM外設在這兩個系列的微控制器之間是相同的。 然而，實際狀況倒是在運行PWM驅動器的時候二者之間有很大的不一樣。該驅動程序只能在原來的微控制器工做，而在新系列的微控制器上卻無效。在反覆翻看數據手冊以後，我在數據手冊中一個徹底不相關的註腳裏發現了PWM外設上電時會處於故障狀態，須要將一個隱藏在寄存器中的標誌位清零。在驅動程序實現的開始，確認外設可能出現的故障並查看其餘看似無關的寄存器錯誤。以上5點但願對你學習嵌入式有幫助，固然若是你仍是不明白，不要緊，誰都有這個時候。這邊你能夠留企.鵝。我這些年也存了很多幹貨，相信必定能夠幫助你更好的學習，從而更上一層樓